通过硫酸结合深度欧性溶剂路径制造的纤维素纳米晶体的研究
Jianli Yang1, Siyu Yao1, Zuguo Song1
1Technology Center, China Tobacco Shaanxi Industrial Co., Ltd., NO.38 Fenghui Road, Xi'an, 710000, China.
Heliyon
|November 5, 2024
概括
研究人员开发了一种高效的方法,使用硫酸和深度环氧溶剂,从烟草废物中生产纤维素纳米晶体 (CNC). 这种新的方法显著提高了CNC产量和提高了热稳定性,在生物复合材料中提供了有前途的应用.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 生物技术是生物技术.
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 烟草废弃物带来了严重的处置挑战和未充分利用的资源.
- 纤维素纳米晶体 (CNCs) 是有价值的纳米材料,具有多种应用.
- 传统的CNC提取方法可能是低效和环境负担.
研究的目的:
- 从烟草废物中提取纤维素纳米晶体 (CNC) 的有效和可持续方法.
- 通过一种新的硫酸深溶剂 (DES) 方法生产的CNC的产量,性能和安全性与传统技术进行比较.
- 探索烟草衍生CNC在生物复合材料应用中的潜力.
主要方法:
- 从烟草废物中提取纤维素纳米晶体 (CNCs),使用硫酸和深溶剂 (DES) 的组合.
- 这种新方法与传统的硫酸和硫酸-酸提取工艺进行了比较.
- 对CNC的表征涉及扫描电子显微镜 (SEM),X射线衍射 (XRD),热重力测量分析 (TGA) 和风湿学测试.
主要成果:
- 与传统方法 (12.5-17.2%) 相比,硫酸-DES方法实现了明显更高的CNC产量 (26-29.5%).
- CNCs表现出层状形态,保留了具有良好的结晶性的纤维素I型结构,并表现出优越的热稳定性 (在342.8°C开始分解).
- 病理学测试证实了CNC悬挂中的伪塑料剪切稀释行为,表明它适合各种加工技术.
结论:
- 硫酸-DES方法为从烟草废物中生产高质量的CNC提供了更有效,更安全和更环保的途径.
- 这些CNC的提高产量和性能扩大了它们在先进生物复合材料中的应用潜力.
- 这种方法促进烟草行业的资源利用和可持续性.
